А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Задача этой главы — описание структуры и функций иммунной системы в общем виде, без подробностей. Это позволитсформировать общее представление о системе иммунитета, в частности,представить план ее строения и определить основные решаемые ею задачи.При этом будут введены основные понятия иммунологии, знакомство скоторыми облегчит восприятие последующего, значительно более сложногоматериала.Иммунитет — это способность многоклеточных организмов поддерживать постоянство своего макромолекулярного состава путем удаления чужеродных молекул, что обеспечивает устойчивость к инфекционным агентами резистентность к опухолям. При этом под «чужеродными макромолекулами» понимают прежде всего продукты чужеродной генетическойинформации (по Р.В.
Петрову), отличимые от продуктов собственных геноворганизма-хозяина. Развитие иммунных реакций против собственных макромолекул возможно, но только при патологии.1.3. Краткое изложение иммунологии291.3.1. Молекулы-мишени иммунитета (образы патогенности,антигены) и распознающие их рецепторыВ недавнем прошлом существовало единственное понятие для обозначениячужеродных агентов, против которых может быть направлен иммунитет —антигены. В настоящее время ситуация коренным образом изменилась ивозникла необходимость в выделении нескольких групп таких агентов.• Образы патогенности, или патогенассоциированные молекулярные паттерны (Pathogen-associated molecular patterns — PAMP) — группы молекул, какправило, отсутствующие в организме-хозяине, но характерные для патогенов (вирусов, бактерий, грибов, простейших, паразитов).
При этом PAMPоднозначно связаны с патогенностью и поэтому могут рассматриватьсякак знаки опасности, наиболее универсальный сигнал о проникновениив организм не просто чужеродного, но биологически агрессивного агента.Рецепторы для PAMP (паттернраспознающие рецепторы) позволяют распознавать все возможные типы патогенов и представлены у всех многоклеточных, включая не только животных, но и растения. Узнавание PAMP —основа распознавания во врожденном иммунитете; в определенной степени PAMP способны узнавать и клетки адаптивного иммунитета.• Антигены — высокомолекулярные соединения, способные специфически стимулировать иммунокомпетентные лимфоидные клетки и обеспечивать тем самым развитие иммунного ответа.
Распознавание антигенов происходит индивидуально (а не по группам, как в случае PAMP).Антигены распознаются антигенспецифическими рецепторами, представленными на клетках одного типа — лимфоцитах. Распознавание антигенов — позднее эволюционное приобретение, связанное с возникновением адаптивного иммунитета.• Стрессорные молекулы — собственные молекулы организма, экспрессируемые на мембране при клеточном стрессе и сигнализирующие преимущественно об опасности эндогенного происхождения. Они распознаютсярецепторами некоторых разновидностей лимфоцитов (например, естественными киллерами).
По своей активности эти молекулы и их рецепторызанимают промежуточное положение между врожденным и адаптивнымиммунитетом. Родственную группу молекул образуют образы опасности(danger-associated molecular patterns, DAMP) — эндогенные молекулы, сигнализирующие о любом повреждающем воздействии (температурном,лучевом, инфекционном и т.д.); эти процессы не полностью контролируются иммунной системой. Некоторые образы опасности (белки тепловогошока) распознаются паттернраспознающими рецепторами и их можнорассматривать как эндогенные эквиваленты PAMP.Чужеродность — не обязательное, но очень важное свойство факторов,против которых направлены реакции иммунитета.
Именно поэтому должнасуществовать четкая граница, отделяющая внутреннюю среду организма отвнешней — барьерные ткани (кожа и слизистые оболочки). Однако иногдавозникает необходимость расширить или сузить границы чужеродности.Так, отнюдь не на все компоненты содержимого кишечника и других трактов развивается иммунный ответ (например, компоненты пищи, микроорганизмы-симбионты не рассматриваются иммунной системой как чужеродные), а некоторые участки внутренней среды организма, в силу особого рода30Глава 1.
Введение в иммунологиюизоляции, оказываются в значительной степени исключенными из зоныконтроля со стороны адаптивного иммунитета (например, ЦНС, полостьглаза) и при нарушении изоляции, становятся объектом иммунной атаки.Молекулы трех названных выше групп распознаются тремя типамирецепторов клеток иммунной системы.• Рецепторы, распознающие патогены (Pathogen-recognizing receptors, PRR),предназначены для распознавания PAMP. К этой группе относят мембранные и внутриклеточные толл-подобные рецепторы (Toll-like receptors — TLR), т.е.
рецепторы, подобные первоначально обнаруженным уDrosophila melanogaster toll-рецепторам; внутриклеточные NOD-рецепторы (от Nucleotide oligomerizing domains) и ряд других мембранных,внутриклеточных и растворимых рецепторов. Наибольшее количествои наиболее широкий спектр патогенраспознающих рецепторов экспрессируют миелоидные клетки врожденного иммунитета. Однако втой или иной степени эти рецепторы присутствуют и на (или в) других клетках, включая лимфоидные.
Патогенраспознающие рецепторыобладают сродством к PAMP и некоторым эндогенным образам опасности. Через эти рецепторы в клетку поступают сигналы, включающие«гены воспаления», что обусловливает последующее развитие воспалительного процесса и других реакций врожденного иммунитета.• Антигенраспознающие рецепторы представлены только на В- и Т-лимфоцитах.
Важная особенность этих рецепторов — гигантская вариабельность их антигенраспознающих доменов (миллионы вариантов в пределах одного организма). Все варианты антигенраспознающих рецепторовне могут быть одновременно представлены на одной клетке. Они распределяются между клетками клонально, т.е. рецепторы, отличающиеся поспецифичности, представлены на разных клонах лимфоцитов. Выделяют3 разновидности антигенраспознающих рецепторов.
На В-клеткахпредставлены В-клеточные рецепторы (BCR — B-cell reseptors), имеющиеиммуноглобулиновую природу. При дифференцировке В-лимфоцитов вплазматические клетки в ходе иммунного ответа эти рецепторы секретируются в растворимой форме, называемой антителами. BCR распознаютсвободный и связанный с мембраной антиген, точнее, фрагмент молекулы антигена, называемый эпитопом. Т-клеточные рецепторы (TCR —T-cell receptor) существуют в двух вариантах. По названию входящих в ихсостав полипептидных цепей, эти рецепторы обозначают как αβTCR иγδTCR. Они представлены на мембране двух различных типов Т-клетоки не секретируются.
αβTCR распознает не нативный антиген, а его фрагмент (эпитоп), презентируемый в составе специализированных молекулглавного комплекса гистосовместимости — MHC (Major histocompatibilitycomplex), которые экспрессируются на поверхности клеток. Существует2 класса молекул MHC — I и II. MHC-I присутствуют на всех клетках исвязывают эндогенные пептиды, транспортируемые в эндоплазматический ретикулум — место синтеза MHC — из цитозоля. MHC-II экспрессированы только на специализированных — антигенпрезентирующихклетках (АПК) (см. далее) и связывают пептиды экзогенного происхождения, попадающие в клетку в результае эндоцитоза.
Соответственнораспознавание чужеродных пептидов в составе MHC-I сигнализирует о1.3. Краткое изложение иммунологии31цитозольной локализации патогена или его продуктов, а распознаваниетаких пептидов в составе MHC-II — о внеклеточной локализации патогена или присутствии его в эндосомах или фагосомах.
В распознаванииTCR-комплексов антигенного пептида с молекулами MHC принимаютучастие корецепторы — CD4 и CD8, обладающие сродством соответственно к молекулам MHC-II и MHC-I (но не к антигенному пептиду). Такимобразом, антигенный пептид в составе молекул MHC-I распознаютТ-клетки, несущие корецептор CD8, а в составе MHC-II — Т-клетки,несущие CD4. Распознавание липидных эпитопов происходит приучастии «неклассических молекул MHC» — CD1. Эти комплексы распознаются αβTCR ограниченной вариабельности, экспрессируемымиT-клетками популяции NKT. Условия распознавания антигена γδTCRизучены слабо; известно, что для этого не требуется образования комплекса фрагментов антигена с молекулaми MHC.• Рецепторы, распознающие стрессорные молекулы, представлены преимущественно на естественных киллерах (NK-клетках), однако их выявляют также на γδT-клетках, реже — на других субпопуляциях Т-лимфоцитов.
Выделяют несколько групп этих рецепторов — NKG2D, NСR и др.NK-клетки экспрессируют также группу рецепторов, распознающихмолекулы MHC, независимо от связанного с ними антигенного пептида(NKG2, некоторые рецепторы группы KIR и др.). Однако, в отличие отрассмотренных выше, рецепторы, распознающие стрессорные молекулы, нередко генерируют не активирующий, а ингибирующий сигнал.1.3.2. Иммунная системаИммунные процессы осуществляются клетками костномозгового происхождения, относящимися к двум кроветворным линиям — миелоиднойи лимфоидной.
Миелоидные клетки «отвечают» за реакции врожденного,лимфоидные — преимущественно за реакции адаптивного и только частично — врожденного иммунитета (рис. 1.2).Врожденный иммунитет реализуется клетками (преимущественно фагоцитами), практически не нуждающимися в межклеточных контактах и коммуникациях.
В связи с этим отсутствует необходимость их локализации вспециализированных органах иммунной системы: амебоциты беспозвоночных и миелоидные клетки позвоночных широко распределены по организму; особенно богаты ими барьерные ткани. До формирования адаптивногоиммунитета (например, у беспозвоночных) специальные органы иммуннойсистемы отсутствовали.Адаптивный иммунный ответ основан на постоянных межклеточныхконтактах и кооперации между клетками.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
